Lasern im Mondstaub Forscher aus Niedersachsen wollen 3D-Druck auf dem Mond testen

Wenn die Menschheit zum Mond zurückkehrt, wird sie Unterkünfte brauchen. Forscher aus Deutschland arbeiten daran, die Technik dafür zu entwickeln. Mit einem Laser aus Niedersachsen soll 3D-Druck im All möglich werden.

Selektives Laserschmelzen im All (künstlerische Darstellung)
LZH

Selektives Laserschmelzen im All (künstlerische Darstellung)

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Bei ihrem Flug zum Mond vor 50 Jahren hatten Neil Armstrong und Buzz Aldrin ein ungemütliches Quartier. Die Landefähre war so klein und eng, dass sie sich noch nicht einmal ausstrecken konnten. Armstrong versuchte, mehr schlecht als recht auf der Triebwerksabdeckung im hinteren Teil der Kabine zu schlafen, Aldrin quetschte sich auf dem Boden zusammen.

Die Mondfahrer nach ihnen bekamen immerhin Hängematten mit. Doch klar ist, dass zukünftige Missionen viel geräumigere und bequemere Unterkünfte brauchen werden als zu "Apollo"-Zeiten - schließlich dürften sie um einiges länger auf der Oberfläche bleiben.

Das US-Raumfahrtunternehmen Bigelow hat kürzlich ein Konzept namens "First Base" vorgestellt: Ein aufblasbares Modul bietet Schlaf-, Wasch- und Kochmöglichkeiten für bis zu sechs Astronauten. Die Europäische Weltraumorganisation wiederum forscht daran, die benötigten Einrichtungen direkt auf dem Erdtrabanten zu fertigen - mit einem riesigen 3D-Drucker. Auch wenn es noch lange dauern dürfte, bis der tatsächlich einmal zum Mond fliegt - ein Konzept für eine Basis, die aussieht wie ein Iglu, hat die Esa zusammen mit de Londoner Architekturbüro Foster+Partners schon entwickelt.

Wichtigster Rohstoff für deren Bau ist der Regolith genannte Staub, der mehrere Zentimeter dick auf der Oberfläche des Mondes liegt und beim Einschlag von Meteoriten entstanden ist. Zu Testzwecken wurde im Labor schon ein anderthalb Tonnen schwerer Baustein aus simuliertem Regolith gedruckt. Dafür kam ein Drucker zum Einsatz, der Bindemittel auf das sandartiges Baumaterial sprühte und so Schicht für Schicht einen Riesenziegel aufbaute.

Forscher aus Niedersachen wollen jetzt einen Schritt weiter gehen und schon in zwei Jahren direkt auf dem Mond Technologien für zukünftige Bauvorhaben erproben. "Wir wollen ein Lasersystem auf den Mond bringen, das dort Mondstaub aufschmelzen soll", sagt Niklas Gerdes vom Laserzentrum Hannover, der zusammen mit der Technischen Universität Braunschweig und mit Unterstützung der Volkswagen Stiftung an dem Projekt arbeitet. "Damit würden wir den ersten Schritt gehen, um die Additive Fertigung, also den 3D-Druck, auf den Mond zu bringen."

Laser soll fünf bis zehn Sekunden feuern

Die Niedersachsen arbeiten mit dem Verfahren des klassischen 3D-Drucks, dem sogenannten Selektiven Laserschmelzen: Dafür wird Metallpulver verwendet, das auf eine Grundplatte aufgetragen wird. Mit dem Laser wird das Metall an den gewünschten Stellen geschmolzen. Anschließend kühlt es ab und erstarrt. Dann wird die Grundplatte ein Stück angesenkt und neues Pulver aufgetragen - so kann Schicht für Schicht die gewünschte Form aufgebaut werden.

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Spuren der Mondmissionen: So sehen die "Apollo"-Landestellen aus

Statt Metall soll auf dem Mond der dortige feine Staub zum Einsatz kommen. Ein paar Dutzend Mal soll der 150-Watt-Laser an verschiedenen Stellen in den Mondstaub schießen, jeweils etwa fünf bis zehn Sekunden lang, sagt Gerdes. Dabei entstehen Kügelchen, die ein paar Milli- bis Zentimeter groß sind. Sie wären der Beleg dafür, dass das Verfahren funktioniert.

Beförderung dieses Mal kostenlos

Hinauf zum Mond transportieren soll den drei Kilogramm schweren Laser von der Größe einer Saftpackung eigentlich das Berliner Raumfahrt Start-Up PTScientists. Am Dienstag wurde jedoch bekannt, dass das Unternehmen Insolvenz angemeldet hat und derzeit darum kämpft, die Mission überhaupt ausführen zu können. "Der Insolvenzantrag wirft uns zeitlich etwas zurück, weil wir zunächst gemeinsam mit dem Insolvenzverwalter die weitere Finanzierung des Unternehmens sichern müssen", räumte Firmenchef Robert Boehme per Mitteilung ein.

Boehmes Ursprungsplan war, für das Jahr 2021 eine unbemannte Mondmission mit zwei Roboterautos. Audi und Vodafone unterstützen das Projekt. Das Unternehmen will weiteres Wagniskapital einsammeln - und so einen kommerziellen Lieferdienst für wissenschaftliche Nutzlasten zum Mond auf die Beine stellen. Lukrativ ist das für Forschungseinrichtungen, die zwar auf dem Mond experimentieren wollen, aber kein Millionenbudget zur Verfügung haben.

Für den Transport ihres Lasers müssen die Forscher aus Hannover und Braunschweig diesmal noch nichts zahlen, die Kosten übernimmt PTScientists. So kann das Unternehmen mit einer echten Nutzlast zeigen, wie sein Service funktioniert und zukünftige Kunden werben - was nun noch wichtiger für die Zukunft des Start-Ups wird. Ob der Zeitplan für den Flug 2021 durch die Insolvenz noch haltbar ist, sei zu diesem Zeitpunkt nicht absehbar, hieß es.

Die niedersächsischen Wissenschaftler planen jedenfalls schon über 2021 hinaus: "Unsere Vision ist es, schrittweise komplexere Strukturen herzustellen", sagt Niklas Gerdes vom Laserzentrum Hannover. In einem ersten Schritt könnten das Landeplätze für Mondsonden oder Straßen für Mondmobile sein. Das wäre für Raumfahrer interessant, weil dadurch bei Landungen, Starts und Bewegungen auf dem Mond deutlich weniger Staub aufgewirbelt werden würde. Der verdreckt nämlich nicht nur Astronautenanzüge, sondern kann sich auch in Maschinenteilen und Motoren festsetzen und für Probleme sorgen.

Später könnten mit dem Laser auch Bauelemente für eine Mondbasis gefertigt werden - Damit es Armstrongs Nachfolger mal gemütlicher haben.


Zusammengefasst: Für ein Experiment will das Laserzentrum Hannover und die Technische Universität Braunschweig einen 150-Watt-Laser auf den Mond bringen. Dieser soll in kurzen Pulsen den Gesteinsstaub dort zu kleinen Kugeln schmelzen und so ein Prinzip für den 3D-Druck testen. Der Laser soll auf einem Roboterfahrzeug des Berliner Raumfahrt Start-Up PTScientists fliegen. Die Firma will in Zukunft einen kommerziellen Lieferdienst für wissenschaftliche Nutzlasten zum Mond anbieten.

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